10kV线路的供电能力，应保证通过导线的最大工作电流不大于相应温度下的最大允许电流。超过最大允许电流，则导线的发热将使其物理特性发生改变，最直接的后果是导线弧垂大大增加，使线路的交叉跨越或其它安全距离得不到保证，从而引起设备或人身事故。因此，有必要对已建成的10kV线路的供电能力进行评估，确定其在相应温度下的最大允许电流，并把该电流作为该线路的限额。同时，在日常运行中，实时地监测流过每一段导线的电流，当该电流超过导线在对应温度下的最大允许电流时，就进行报警，以便运行人员及时调整配网的运行方式，确保电网安全可靠地运行。110kV线路供电能力的特点10kV配电线路与35kV及以上的输电线路在网络结构上有很大区别，因此10kV配电线路供电能力的评估同输电线路相比有许多不同，二者的差异主要表现在以下几方面。1．110kV配电线路网络结构复杂35kV及其以上的线路结构简单，极少有分支线路，从一个变电所出来后，直接进入另一电压等级的变电，即便有分支线路，结构也很简单，且网络结构长期保持稳定状态。10kV配电线路是县级供电局管理的主要线路，其数量多，分布范围广，且自变电所引出后沿线接有很多不同容量的配电变压器，并且有很多分支线路。1．210kV配电线路导线规格多变一条输电线路的导线规格基本上相同的，一般不会多于3种。而10kV线路的导线规格是多变的，各分支线路的参数变化多端，甚至对于同一条主干线，其往往也由几段不同规格的导线组成。1．310kV配电线路供电能力评估困难从上述特点可以看出，对于35kV线路，如果其没有分支线路，则流经整条输电线路导线上的电流大小一样。因此，在计算35kV及以上输电线路的最大供电能力时，只要考虑该输电线路上导线规格最小的一段导线的允许电流，该允许电流便是这条输电线路的最大供电能力。如果有分支线路，也仅有1～2条，则可以分别确定其主线和支线的最大供电能力，在实际运行中对照执行即可。10kV线路上，流经每一段线路上的电流几乎都不一样，而各段导线由于其规格的不同，其最大允许电流也会不同。10kV线路的这种特点，给10kV线路供电能力的定义带来一定困难。1．410kV线路供电能力常规定义的弊端10kV线路供电能力常规定义方法是：将一条10kV主干线路的出线段导线的最大允许电流作为该条10kV线路的最大供电能力。该定义显然有很大的弊端，由此定义的线路的供电能力，只能保证流经该条10kV线路的电流不大于主干线出线段导线的最大允许电流，而不能保证流经主干线后面段以及分支线路的电流不超过相应导线的最大允许电流。1．510kV线路综合供电能力的概念科学的10kV线路的供电能力，应该是该条10kV线路的综合供电能力，即在10kV线路变电所出口端输入一个模拟电流值，该电流按一定的分配原则在各段线路上分散开来，必须保证流经每一段导线的电流均不大于该段导线所允许的最大电流。当分配到某段导线上的电流等于该段导线的最大允许电流值时，此时在这条10kV线路变电所出口端输入的模拟电流值可以定义为这条10kV线路的综合最大供电能力。2配网供电情况实时监测的设想相对于35kV及以上的输电线路，10kV线路供电的实时监测更为重要和复杂。2．135kV线路负荷电流实时监测由于35kV及以上的输电线路，无论是变电所出线口，还是下一级变电所的进线口，均设有电流采样装置，根据输电线路的运行方式，可以方便地实时掌握流经每一段导线的电流值。2．210kV线路实时监测的必要性10kV线路参数及运行方式经常在变，因此必须对线路进行实时监测。以我局为例，平均每月每条线路均要拆装几台配变，还要进行导线调换、线路移位等。另外，为提高供电可靠性，我局对10kV线路进行了分段和联络，线路未端进行手拉手形式的联络，2条线路之间经常互相联络、借电。因此，客观地说，10kV线路的综合供电能力也经常在变化。但是，除了线路新建或大的改造外，线路最大供电能力统计表的制定一般为每年1次，要确保运行中的线路不超过其实际的最大供电能力，只有对线路上的负荷电流进行实时监测。2．310kV线路实时监测实现的设想要对10kV线路供电情况进行实时监测，必须实时掌握配网的基础数据和运行数据，用常规的方法显然是不现实的。为此，我局利用配网GIS(地理信息系统)与调度SCADA相结合，对该课题进行相应的研究，并把成果应用到生产实践中去，取得了较好效果。3其于GIS与SCADA的线路供电能力评估与监测3.1基于GIS的配网基础资料的维护我局自1998年9月开始与国电信息技术股份有限公司(原高智公司)合作开发县级供电局MIS(管理信息系统)，其核心内容由2部分组成：一部分是MIS，应用ORACLE数据库，DEVELOPER2000作为开发工具；另一部分是GIS，以Mapinfo及MAPX作为运行平台。二者基于同一个后台数据库。我局在全局范围内开通了光缆，MIS网络体系统采用星形结构，应用TCP/IP协议。MIS以传统的关系数据库的形式反映ORACLE中的数据，而GIS是把ORACLE数据库中的抽象的用电户、杆塔、配电线路、变压器、开关以及变电所等数据，转化成电子地图上有位置特征、视觉效果和属性数据的点、线、面，二者使用同一个后台数据库，在GIS平台上完全可以调用MIS中的数据，而GIS中完成的数据，同样在MIS中得到反映。GIS的开发与应用，使得配网基础资料的维护管理变得直观、简便、快捷、准确。MIS功能模块及与GIS关系见图1。图1MIS功能模块及与GIS关系3.2基于SCADA的实时负荷数据的获得SCADA系统通过网桥机与MIS及GIS进行连接，网桥机安装了2块网卡，一块与调度SCADA网相连，一块与MIS网相连，将SCADA系统传送过来的远动实时数据和信息根据TCP/IP协议进行打包处理。利用网桥机上所安装的SCADA接口转发程序对接收到的数据包进行处理后，通过与MIS网相连的网卡发送给局域网服务器，最后进入服务器中的Oracle数据库，以供MIS及GIS各功能模块调用。在10kV线路实时监测系统中，用到的是从SCADA采集过来的10kV线路变电所出口端电流值，其中实时信息用于查看，5min或1h一次的采样数据用于计算。3.310kV线路综合供电能力的评估及监测在MIS上，我局开发了一套10kV线路理论线损计算系统，其计算用的基础数据从GIS上获得，线路输入电流数据由SCADA送过来的数据进行均方根处理，按配变容量分配法(或电量分配法)进行理论线损计算［1］。另外，线路输入电流也可以自行填入，利用配变容量分配法进行理论线损计算。利用理论线损计算，不但可获得该条10kV线路典型负荷日的理论线损值或在指定电流下的理论线损值，而且也获得了流经每一段导线的电流数据。由于在MIS数据库中建立了导线技术参数档案，明确了每一种导线的线径、直流电阻、最大允许电流、温度校正系数等，因此GIS会自动调出每段导线的技术数据，把流经每段导线的电流与其最大允许电流进行比较，出现流经导线的电流大于允许最大电流时，便会出现红字报警。对于每一条10kV线路，在理论线损计算界面上，可人工输入不同的电流值(也可由MIS按比例自动增加)，并由MIS进行计算，当分配到某一段导线上的电流达到其最大允许电流值时，则此时输入的电流值便是该条10kV线路的供电能力。如果输入的电流由SCADA采集而来，则其计算结果就是实时监测。在10kV线路设计时，由于导线的选择是根据机械强度和发热(最大允许电流)中较大者、并适当取大一点规格而确定，因此在配变台区引下线及小分支线路导线选择时，按照配变容量计算。即当一条10kV线路某处超负荷时，配变台架引下线及小分支线路基本不会过载，而是主干线及大分支线路过载。因此，上述评价10kV线路综合供电能力的方法是科学、合理的。每条线路进行理论线损计算约为1min，但在供电能力评估及监测过程中，只要MIS按配变容量分配法进行电流分配，并不需要再深入计算线损，因此使得每条线路的电流分配计算只需几秒。事实上，该理论线损计算已经具备该功能，即可以计算线损值，也可以只计算到电流分配值。而10kV线路供电能力评估和实时监测功能模块，则是利用了MIS理论线损计算中电流容量分配法的功能。3.4利用负荷管理系统提高实时监测的精度根据以上描述可发现，在实时监测中流经每段导线的电流是依据配变容量分配法而得到。这在配网的实际运行中有较大误差，特别是实行峰谷电政策之后，某些大容量变压器，如冶炼、冷冻等行业的配变，基本上都采用日停夜开方法。因此，按照配变容量分配法进行电流分配，某些线路的所谓实时监测值与实际情况有较大出入。目前，我局已全面开展对100kVA以上的专用变安装负荷管理系统，其负荷电流每0.5h一次传送至服务器，并读入MIS。在公用变上，也正在逐步开展安装配变综合运行监测装置。根据这个有利条件，对配变容量分配法作了修正：当SCADA传送上来一条10kV线路变电所出口端的输入电流后，拥有负荷管理系统或配变综合运行监测装置的配变的电流按该系统传送上来的实际电流分配，输入口电流减去这些监测系统测得的配变的实际电流之后，再把剩下的电流按配变容量分配法分给剩下的变压器。当然，如果能根据获得的各种数据进行潮流计算，则电流分配将更为科学，但这将影响实时计算的速度，而且对电流分配的数据影响已不是很大。同理，按修正法进行电流分配，计算出来的理论线损也较为准确。4实际应用[1][2]下一页